Diagramas Eléctricos: Lectura e Interpretación

Planos Eléctricos. Lectura e interpretación.
En los diagramas o planos eléctricos se representan de forma gráfica los componentes, y su
interconexión, en una instalación eléctrica. El uso de planos eléctricos está basado en estándares
creados por diferentes organizaciones internacionales. Su uso permite la construcción y
mantenimiento de los sistemas eléctricos, además de representar el funcionamiento de los mismos.
Existen varias clases de diagramas que nos ayudan a comprender el funcionamiento de un sistema.
Entre ellos tenemos:
1. Diagramas de tuberías e instrumentación (P&ID) que nos muestran la interconexión de los
equipos, nos dan una idea de cómo fluye el material y la interconexión de las señales,
neumática, eléctricas, electromagnéticas hidráulicas entre otras.
2. Diagramas de lazos: que nos muestran en cada plano los elementos involucrados en un lazo
de control.
3. Diagramas lógicos. Que muestran el funcionamiento de sistemas binarios para señales
eléctricas, electrónicas, mecánicas, neumáticas, hidráulicas, manuales entre otras.
4. Diagramas unifilares. Se indica por medio de líneas sencillas y símbolos simplificados, la
interconexión y partes (componentes) de un circuito o sistema eléctrico.
5. Los Diagramas electrónicos. Muestran la interconexión de los elementos electrónicos en un
circuito impreso.
6. Diagramas elementales. Muestran la interconexión eléctrica de los dispositivos eléctricos y
electrónicos de un sistema.
Se verán los diagramas elementales eléctricos que son los más comunes y los más utilizados en las
instalaciones de telecomunicaciones.
Organismos de estandarización.
Para garantizar un correcto flujo de información y facilitar la lectura de planos eléctricos se han
diseñados diversos organismos de estandarización y normativas a nivel mundial dentro de los cuales
destacan:
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American National Standards Institute (ANSI), EEUU
Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE), EEUU
Deutsches Institut für Normung (DIN) ), Alemania
Organización Internacional para la Estandarización (ISO), Suiza
Comisión Electrotécnica Internacional (IEC), Suiza
Asociación Norteamericana de Manufacturas Eléctricas (NEMA), EEUU
Comisión Venezolana de Normas Industriales (COVENIN),
¿Qué es un diagrama eléctrico o electrónico?
Un diagrama electrónico, también conocido como un esquema eléctrico o esquemático es una
representación pictórica de un circuito eléctrico. Muestra los diferentes componentes del circuito
de una manera simple.
Diagrama de un circuito electrónico
¿Qué es un diagrama de cableado?
Un diagrama de cableado es una representación visual simple de las conexiones físicas y el diseño
físico de un sistema o circuito eléctrico. Muestra cómo están interconectados los cables eléctricos y
también puede mostrar dónde se pueden conectar accesorios y componentes al sistema.
diagrama de cableado
Diagrama de circuito vs diagrama esquemático
El diagrama de circuito utiliza imágenes simples de componentes, mientras que un diagrama
esquemático muestra los componentes e interconexiones del circuito utilizando representaciones
simbólicas estandarizadas
diagrama de cableado
diagrama esquemático
Un esquema muestra el plan y la función de un circuito eléctrico, pero no se refiere al diseño físico
de los cables. Los diagramas de cableado muestran cómo están conectados los cables y dónde deben
ubicarse en el dispositivo real, así como las conexiones físicas entre todos los componentes.
Diferencia de un diagrama esquemático y un diagrama pictórico
A diferencia de un diagrama pictórico, un diagrama de cableado utiliza formas y líneas abstractas o
simplificadas para mostrar componentes. Los diagramas pictóricos son a menudo fotos con
etiquetas o dibujos altamente detallados de los componentes físicos.
diagrama esquemático vs diagrama pictórico
Diferentes tipos de diagramas y circuitos de cableado eléctrico
En Ingeniería Eléctrica y Electrónica utilizamos diferentes tipos de dibujos o diagramas para
representar un determinado sistema o circuito eléctrico. Estos circuitos eléctricos están
representados por líneas para representar cables y símbolos o iconos para representar
componentes eléctricos y electrónicos. Ayuda a comprender mejor la conexión entre los diferentes
componentes. Los electricistas confían en el plano eléctrico (que también es un diagrama eléctrico)
para realizar cualquier cableado.
Diagrama de bloques
Un diagrama de bloques es un tipo de dibujos eléctricos que representa los componentes principales
de un sistema complejo en forma de bloques interconectados por líneas que representan su
relación. Es la forma más simple de dibujos eléctricos, ya que solo resalta la función de cada
componente y proporciona el flujo del proceso en el sistema.
Diagrama de bloques
Diagrama de potencia
Un diagrama de cableado de potencia, también conocido como diagrama de distribución de energía
eléctrica, es una representación esquemática de un sistema eléctrico que se enfoca específicamente
en ilustrar la distribución de energía eléctrica dentro de una instalación, una red eléctrica compleja
o un circuito eléctrico específico.
Ejemplo: El siguiente diagrama de potencia muestra el control de encendido y apagado de un motor
trifásico utilizando un arrancador DOL directo en línea.
Diagrama de potencia
Diagrama de cableado de control
El diagrama de cableado de control muestra los componentes reales utilizados con una conexión de
cableado adecuada que se utiliza además para controlar el funcionamiento del cableado de
alimentación a la maquinaria conectada. A veces, el diagrama de potencia también se agrega al
cableado de control para una mejor ilustración.
Diagrama de cableado de control
Diagrama del circuito de control
Un diagrama de circuito de control o mando no son dibujos especiales, sino los símbolos de
diferentes componentes dispuestos y controlados por la fuente de alimentación monofásica
diseñada para controlar el circuito de alimentación monofásico o trifásico.
Diagrama del circuito de control
Diagrama de circuito esquemático
El diagrama esquemático de un circuito
eléctrico muestra las conexiones eléctricas
completas entre los componentes utilizando
sus símbolos y líneas. A diferencia del
diagrama de cableado, no especifica la
ubicación real de los componentes, la línea
entre los componentes no representa la
distancia real entre ellos.
Diagrama unifilar
El diagrama unifilar (SLD) es la
representación de un circuito eléctrico
mediante una sola línea. Como sugiere el
nombre, se utiliza una sola línea para indicar
las múltiples líneas eléctricas, como en el
sistema trifásico.
Diagrama de circuito esquemático
El diagrama unifilar no muestra las
conexiones eléctricas del componente, pero puede mostrar el tamaño y las clasificaciones de los
componentes que se utilizan. Simplifica los complejos circuitos de energía trifásicos mostrando
todos los componentes eléctricos y su interconexión.
Diagrama unifilar
Plano de planta eléctrica
Un plano eléctrico de una vivienda es una representación vertical de varios aparatos como luces,
interruptores y ventiladores, etc. en un edificio. Se especifica su ubicación exacta con su tamaño y
distancia de cada pared y techo. Muestra una versión escalada de cada habitación desde arriba.
Suele contener una leyenda que proporciona una explicación visual de los símbolos utilizados en él.
Plano Eléctrico de una Vivienda
El plano de planta individual está diseñado para cada piso en un edificio de varios niveles y lo utiliza
el sistema eléctrico para el cableado en un edificio recién construido o durante el recableado de un
edificio. Ayuda a localizar la disposición de los cables dentro de las paredes.
Diagrama de escalera o diagrama de líneas
Los diagramas de escalera son diagramas eléctricos que representan circuitos eléctricos en
industrias para documentar sistemas lógicos de control. Se parece a una escalera, por eso se llama
diagrama de escalera. Hay dos líneas verticales; la línea vertical izquierda representa el riel eléctrico
(fuente de voltaje), mientras que la línea vertical derecha representa la tierra o el neutro. Cada fila
horizontal representa un circuito paralelo llamado peldaño.
Diagrama de escalera básico
Un diagrama de escalera es simple, más fácil de entender y ayuda a solucionar problemas del
circuito rápidamente.
Símbolos
Es la representación gráfica de un elemento físico, presente en los planos eléctricos, como por
ejemplo un relé, un arrancador o un transformador entre otros. Existen diferentes símbolos para el
mismo dispositivo según la norma que se esté usando para desarrollar el plano eléctrico. Aquí se
muestran diferentes símbolos para las normas DIN, ANSI e IEC.
Símbolos eléctricos son la representación gráfica de un elemento físico, presente en un diagrama
eléctrico, como por ejemplo un relé, un arrancador o un transformador entre otros. Existen
diferentes símbolos para el mismo dispositivo según la norma que se esté usando para desarrollar
el plano eléctrico. En la siguiente tabla se muestras diferentes símbolos para las normas DIN, ANSI
e IEC.
Símbolos eléctricos
Nomenclatura
En los planos eléctricos a cada símbolo se le asocia un nombre con el cual se va a conocer al
dispositivo dentro del conjunto de planos, en otros documentos asociados al sistema y en el propio
dispositivo una vez que es instalado en campo. Hay muchas formas de escoger el nombre y depende
del diseñador, se explicarán dos maneras de uso muy frecuente.
Forma 1: el nombre para el símbolo está formado por dos partes, la clase y el número. Por ejemplo,
en las siglas Q3 la Q se refiere a un interruptor de protección, el número 3 se usa para distinguir en
caso de que existan varias protecciones. Es frecuente combinar más de una letra para la clase, por
ejemplo, la letra K se refiere a un relé o a un contactor (arrancador), si la combinamos con la M
entonces KM se refiere al contactor (arrancador) de un motor. Según la norma IEC750 el nombre
debe comenzar con un guion, por ejemplo –Q3A.
Forma 2: el nombre para el símbolo está formado por tres partes, el número del plano, la clase y la
ubicación en el plano. Por ejemplo, 1Q15 se refiere a un interruptor de protección que se encuentra
en el plano 1, franja 15 (los planos suelen dividirse en franjas o cuadrantes que facilitan la ubicación
de los elementos). En una variante de esta forma, la ubicación en el plano suele cambiarse por
números consecutivos por ejemplo si en el plano 1 hay dos interruptores de protección sus nombres
serían 1Q1 y 1Q2.
A continuación, se muestra una tabla para las letras que se usan en la clase.
Clases para la Nomenclatura
Letra
Tipo de aparato
Ejemplo
A
Grupos constructivos, partes
de grupos constructivos.
Amplificadores, amplificadores magnéticos, láser, máser,
combinaciones de aparatos.
B
Convertidores de magnitudes
no eléctricas a magnitudes
eléctricas y al contrario.
Transductores, sondas termoeléctricas, termocélulas, células
fotoeléctricas, dinamómetros, cristales piezoeléctricos,
micrófonos, pick-up, altavoces, aparatos de campo giratorio.
C
Condensadores.
D
Dispositivos de retardo,
dispositivos de memoria,
elementos binarios.
Conductores de retardo, elementos biestables, elementos
monoestables, memorias de núcleos, registradores,
memorias de discos, aparatos de cintas magnéticas.
E
Diversos.
Instalaciones de alumbrado, instalaciones de calefacción;
instalaciones que no están indicadas en otro lugar de esta
tabla.
F
Dispositivo de protección.
Fusibles, descargador de sobretensión, relés de protección,
disparador.
G
Generadores.
Generadores rotativos, transformadores de frecuencia
rotativos, baterías, equipos de alimentación osciladores.
H
Equipos de señalización.
Aparatos de señalización ópticos y acústicos.
J
—
—
K
Relés, contactores.
Contactores de potencia, contactores auxiliares, relés
auxiliares, relés intermitentes, relés de tiempo, relés Reed.
L
Inductividad.
Bobinas de reactancia.
M
Motores.
—
N
Amplificadores, reguladores.
Circuitos integrados.
P
Instrumentos de medición,
equipos de pruebas.
Instrumentos de medición, registradores y contadores,
emisores de impulsos, relojes.
Q
Aparatos de maniobra para
altas intensidades.
Interruptores de potencia, seccionadores, interruptores de
protección, interruptores para protección de motores,
interruptores automáticos, seccionadores bajo carga con
fusibles.
R
Resistencias.
Resistencias, potenciómetros, reostatos, shunts, resistencias,
en derivación, termistores.
S
Interruptores, selectores.
Pulsadores, interruptores de posición, interruptores de
mando, conmutador – selector, selectores rotativos,
adaptadores selectores, emisores de señales.
T
Transformadores.
Transformadores de tensión, transformadores de intensidad.
U
Moduladores, convertidores.
Discriminadores, convertidores de frecuencia,
demoduladores, convertidores, inversores, onduladores.
V
Válvulas, semiconductores.
Válvulas de vacío, válvulas de descarga en gases, diodos,
transistores, tiristores.
W
Vías de conducción,
guiaondas.
Hilos de conexión, cables, guiaondas, acoplamientos dirigidos
por guiaondas, dipolos, antenas parabólicas.
X
Bornes, clavijas, enchufes.
Clavijas y cajas de enchufe, clavijas de pruebas, regletas de
bornes, regletas de soldadura.
Y
Equipos eléctricos accionados
mecánicamente.
Frenos, embragues, válvulas.
Z
Equipos de compensación,
filtros limitadores.
Circuitos para imitación de cables, reguladores dinámicos,
filtros de cristal.
Referencia cruzada en planos eléctricos
La referencia cruzada se utiliza para ubicar rápidamente elementos dentro del conjunto de planos,
especialmente aquellos elementos cuyas partes se encuentran en diferentes planos.
Ubicación por cuadricula. Referencia Cruzada
Para hacer referencia de los elementos en un plano se emplea un sistema de coordenadas basado
en letras y números. Este método permite encontrar elementos en más de una página del plano.
A esto se le conoce cómo el método de la cuadricula. Se divide la hoja en espacios identificados por
las letras puestas de arriba abajo en los márgenes laterales del papel. También se colocan números
en orden de izquierda a derecha y en el margen superior e inferior del papel. El siguiente ejemplo
lo ilustra:
Un contactor de arranque para un motor debe ser cableado tanto al motor
como a la correspondiente salida de un PLC. Pero para efectos de planos,
la tarjeta de salida y el motor aparecen en diferentes hojas del plano. La
salida aparece en el plano de salidas. El motor aparece en el plano de
potencia. Lo que implica que cada parte del dispositivo debe tener una
referencia.
En la figura 1 se aprecia la bobina del contactor y a un lado aparecen todos
los contactos asociados a esta bobina. Como se puede observar los
contactos principales (terminales 1-2, 3-4, 5-6) tienen a un lado la
referencia 01/2C. El número 01 corresponde al número del plano y el
código 2C corresponden a las coordenadas del elemento. En la figura 2 se
puede ver el plano 01 haciendo énfasis en la parte del elemento buscado.
Podemos verificar que se trata del mismo elemento al observar que la
nomenclatura KM101 es la misma para ambas partes. Para este caso, las
letras KM en la nomenclatura corresponden a la clase, K para contactor,
M para motor y el 101 corresponde al número del elemento.
Figura 1. Referencia
cruzada
Figura 2. Referencia por cuadricula.
Ubicación por banda.
La ubicación por banda es similar a la ubicación por cuadricula. La referencia cruzada 01/2C (de la
cuadricula) es sustituida por la referencia 1.7 para señalar el mismo elemento en la figura 3, donde
el 1 es el número del plano y el número 7 corresponde a la banda.
Figura 3. Referencia por banda. referencia cruzada
Ubicación por línea.
En la siguiente figura se puede observar como el contacto KM01 de la línea 1.5 referencia a la línea
1.7, la cual contiene la bobina de ese contacto.
Figura 4. Ubicación por línea.
Tipos de planos Eléctricos.
Los planos eléctricos describen diferentes aspectos de los sistemas y en general agrupan elementos
relacionados o similares. Podemos encontrar los siguientes tipos de planos en un mismo conjunto.
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Alimentación General.
Potencia.
Mando.
Entrada y salidas.
Alimentación de dispositivos.
Borneras.
Armario.
Red.
Los planos eléctricos describen diferentes aspectos de los sistemas. En general agrupan elementos
relacionados o similares de los diferentes aspectos. De esta forma podemos encontrar los siguientes
tipos de planos en un mismo conjunto de planos:
Alimentación General.
Estos planos describen la alimentación eléctrica y todos los sub circuitos que se derivan de la
alimentación principal. Estas derivaciones van a alimentar a los diferentes elementos eléctricos y de
control que componen el sistema que se está representando. En estos planos es común encontrar
elementos tales como transformadores, interruptores, fusibles, protecciones magnéticas
(breakers), fuentes de poder, conductores con alimentación trifásica entre otros.
Plano de alimentación general.
Planos de Potencia.
En los planos de potencia se muestra la interconexión de los
elementos que consumen mayor cantidad de potencia en el
sistema, típicamente motores eléctricos. Usualmente contienen
elementos tales como: motores, protecciones termo magnéticas
(guardas motores), fusibles, protecciones magnéticas (breakers),
térmicos, contactores (arrancadores), variadores de frecuencia,
servo drives, arrancadores suaves, el sistema trifásico de
alimentación entre otros.
Planos de Mando.
Los planos de mando o de control,
describen la lógica de contacto del
sistema. A veces esta lógica está
destinada a gobernar los elementos
mostrados en los planos de potencia.
Usualmente contienen elementos
Plano de potencia.
tales como: botones, selectores,
luces pilotos, bobinas (de válvulas o relés), contactos abiertos o cerrados
(de relés o sensores) entre otros. La figura muestra un ejemplo de un
diagrama de mando.
Planos de mando.
Planos de entrada y salidas.
Los sistemas que contienen controladores como PLCs, el juego de plano incluyes planos de entradas
y planos de salida. Los planos de entrada muestran las conexiones que van desde el campo al
controlador, típicamente botones, selectores y contactos. En los planos de salida se pueden
observar las conexiones que van desde el controlador al campo, típicamente bobinas y luces pilotos.
Planos de entradas.
Plano de salidas.
Planos de alimentación.
En los planos de alimentación se muestra como algunos elementos toman la alimentación de los
sub circuitos descritos en el plano de alimentación general, los elementos a los que normalmente
hace referencia este plano son sensores, fuentes de poder, interfaz de operación, controladores
entre otros.
Planos de alimentación de equipos.
Planos de borneras.
Estos planos muestran un detalle de la conexión de cada conjunto de bornes involucradas en el
sistema.
Plano de bornes.
Planos de armario.
El plano de armario muestra la distribución de los elementos en los armarios.
Plano de armario.
Plano de red.
En el plano de red se muestra la conexión de los nodos en las diferentes redes del sistema.
Diagrama eléctrico de red.
Formatos.
Cuando se realiza un plano eléctrico uno de los aspectos que se debe tomar en cuenta es el tamaño
de papel empleado, por regla general se trata de ajustar el plano al tamaño más cómodo para el
usuario final. El cuadro siguiente presenta la serie de formatos utilizados en proyectos de
instalaciones eléctricas, las dimensiones de cada uno de los formatos y los márgenes que deben
tener. Estas dimensiones han sido tomadas de DIN y su uso se ha generalizado a nivel mundial.
MARGENES
FORMATO
DIMENSIONES(mm)
IZQUIERDO
OTROS
A0
1189X841
35
10
A1
594X841
30
10
A2
420X594
30
10
A3
297X420
30
10
A4
210X297
30
10
La siguiente figura muestra un esquema donde se pueden observar los diferentes formatos.
Relación entre los diferentes formatos del papel. para planos eléctricos
Además del diagrama el plano tiene un membrete, unas coordenadas y un logotipo.
Membrete:
En el membrete o cajetín se coloca toda la información referente al plano, esta incluye:
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Fecha de elaboración.
Fecha de modificación.
Nombre del dibujante.
Escala
Número de revisión.
Descripción del plano.
Número del plano.
Cantidad total de hoja que tiene el conjunto de planos.
Nombre de la empresa en donde se encuentra el sistema que describe el plano.
Nombre de la empresa que elaboró el plano.
Su ubicación, generalmente va en la parte inferior del plano, aunque también se puede
colocar en la parte derecha o izquierda.
Logotipo
Esta sección es opcional y corresponde al logotipo de la empresa que diseño el plano.
Coordenadas para ubicación:
Facilita la ubicación rápida de un elemento en una página especifica del plano que se encuentra
referenciado en otra; para ello se divide el plano en cuadriculas o en franjas. A este sistema
también se le denomina referencia cruzada.
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
División en cuadriculas: utiliza unos números en los bordes horizontales y unas letras
en los bordes verticales, o viceversa, que divide el plano en cuadros, cada cuadro está
identificado por una letra y un número, 5E, por ejemplo.
División por franjas. Sólo utiliza números en los bordes horizontales, esto hace que el
plano se divida en franjas que permite ubicar un elemento en el plano.
La figura siguiente figura muestra un formato de dibujo con sus diferentes partes:
Ejemplos
A continuación, se muestran dos ejemplos de planos eléctricos similares, el primero usa norma
europea (IEC/DIN), y el segundo usa norma americana (ANSI). En ambos planos se muestra la parte
de potencia y mando de un motor trifásico AC.
Plano en norma europea
Plano en norma Americana